KR20120138949A - 플라즈마 조명을 구비한 곡물 또는 식물 재배 장치 및 이를 이용한 재배 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템 및 이를 이용한 재배 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 본 발명은 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템은 하우스,유리온실 또는 식물재배공장(100) 내에 장착되는 조명수단을 포함하는 곡물 또는 식물 재배 장치에 있어서, 천장과 근접된 보(110)에 설치되며 광원 조사 방향이 식물(200)을 향하도록 설치된 다수의 플라즈마 조명등기구(2); 상기 플라즈마 조명등기구(2)에 장착되어 색상을 변경하는 투광창필터를 포함하는 것이며, 적색 광원을 방출하는 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 광원을 방출하는 청색 플라즈마 조명등기구가 혼합 배치되고, 상기 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 플라즈마 조명등기구를 10~15분 간격으로 변경시켜 점등시켜 적색과 청색이 순차적 또는 무작위로 방사 조명되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 본 발명은 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템은 하우스,유리온실 또는 식물재배공장(100) 내에 장착되는 조명수단을 포함하는 곡물 또는 식물 재배 장치에 있어서, 천장과 근접된 보(110)에 설치되며 광원 조사 방향이 식물(200)을 향하도록 설치된 다수의 플라즈마 조명등기구(2); 상기 플라즈마 조명등기구(2)에 장착되어 색상을 변경하는 투광창필터를 포함하는 것이며, 적색 광원을 방출하는 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 광원을 방출하는 청색 플라즈마 조명등기구가 혼합 배치되고, 상기 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 플라즈마 조명등기구를 10~15분 간격으로 변경시켜 점등시켜 적색과 청색이 순차적 또는 무작위로 방사 조명되도록 하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 플라즈마 조명을 구비한 곡물 식물 재배 시스템 및 이를 이용한 재배 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도심이나 농촌에서 하우스, 유리온실, 식물공장내의 플라즈마 조명을 장착하여 인공광원 중 태양광과 유사한 고연색성 광원을 이용한 투광창에 칼라빛을 방출시킴으로써 농작물의 생육이 건강하게 성장되며 광합성이 촉진될 수 있도록 한 플라즈마 조명을 구비한 곡물 또는 식물 재배 시스렘 및 이를 이용한 재배 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하우스 재배는 수경 재배 또는 화훼 재배를 포함하는 것으로서, 하우스 재배를 위한 장치로 비닐하우스와, 비닐하우스 내의 바닥에 수평 방향을 따라 규칙적으로 다수 열 배열되는 복수개의 재배 베드와, 그리고 비닐하우스 내의 온도를 설정 온도로 유지시키기 위한 난방기 및 냉방기 등이 사용된다.
특히 복수개의 재배 베드 각각에는 실질적으로 재배를 위한 농작물이나 꽃이 성장하게 되며, 또한 어두운 밤에도 농작물이 빛 에너지에 의해 광합성을 할 수 있도록 비닐하우스의 천장에는 복수개의 광원이 설치된다.
종래에는 LED를 광원으로 하는 식물재배장치가 출원되어 공개된 바 있다.
대한민국 등록특허 제0934881호에는 「가변형 엘이디를 이용한 식물 재배 장치」가 개시되어 있다.
상기 선행기술을 간략하게 살펴보면, 비닐하우스로 비춰지는 태양광의 세기, 온도를 측정한 후, 마이컴의 제어를 통해 비닐하우스 재배용 작물의 기준 광 요구량에 따라 적외선, 가시광선 및 자외선 파장범위에서 변광하는 가변형 LED 조명의 광출력을 제어하여 조사하는 광요구량 자동제어 유닛을 포함하여 이루어져 비닐하우스 재배용 작물에 가변형 LED 광원을 발광시켜 식물을 재배하는 식물 재배 장치에 관한 것이다.
이와 같이 식물재배등은 BAR타입의 칼라 변환형 LED램프로 여러 가지 특징을 가지고 있다.
특히 일조량이 적을 때 보조 광원으로 사용이 가능하고, 파장 및 광도를 제어하여 식물의 생리현상을 조절할 수 있으며 식물에 맞는 광 파장을 이용하여 재배 가능하다.
또한 성장속도 조절로 부가가치를 증대시킬 수 있고, 각 식물의 요구 파장대를 선별 공급하는 맞춤형 제품이며 별도의 콘트롤 박스에 의한 중아 제어 시스템으로 기존 할로겐 대비 70%의 전기료 절감효과를 낼 수 있다.
그러나 종래 LED 조명은 300와트(W) 이상 조명에는 효율이 낮아 적용하기 어렵고, 대량의 작물의 성장에 요구되는 광량을 공급하기 위해서는 많은 LED 조명이 설치되어야 하므로 설치 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
또한 식물의 성장에 필요한 광원색상과 조도를 충분히 제공되지 못하여 식물의 성장 재배시 발육이 더딘 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 조명기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 태양광과 가장 유사한 광원의 파장과 색상 및 온도를 발휘하는 플라즈마 발생광원으로 플라즈마 조명을 적용하여 식물의 성장을 촉진시킬 수 있도록 하는 플라즈마 조명을 구비한 곡물 또는 식물 재배 시스템 및 이를 이용한 재배 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 하우스, 유리온실, 식물공장 내에 장착되는 조명수단을 포함하는 곡물 또는 식물 재배 방법에 있어서, 천장과 근접된 보에 설치되며 광원 조사 방향이 식물을 향하도록 설치된 다수의 플라즈마조명등기구; 상기 플라즈마조명등기구에 장착되어 색상을 변경하는 투광창필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마조명을 구비한 곡물 또는 식물 재배장치시스템에 의해 달성될 수 있다.
상기 플라즈마 조명등기구의 높이를 조절하도록 상기 보를 승강작동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동부는 상기 보에 수직되게 연결되며 랙기어가 측면에 수직방향으로 형성된 승강대; 상기 승강대가 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있도록 결합된 기둥; 상기 승강대의 랙기어와 치차 결합되는 피니언기어가 형성된 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 조명등기구는 색온도 4300~4600 K° 인 것을 특징으로 한다.
상기 투광창필터는 적색, 청색, 황색 중 택일되는 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 조명등기구는 적색 투광창필터가 장착된 것과 청색 투광창필터가 장착된 것이 혼합 배치되는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 목적은, 적색 광원을 방출하는 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 광원을 방출하는 청색 플라즈마 조명등기구가 혼합 배치되고, 상기 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 플라즈마 조명등기구를 10~15분 간격으로 조명점등시간을 변경시켜 점등시켜 적색과 청색이 순차적 또는 무작위로 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 곡물 또는 식물 재배 방법을 이용한 재배장치시스템에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면 태양광과 가장 유사한 광 파장과 색상 및 온도를 갖추고 있는 플라즈마를 광원으로 하는 플라즈마 조명등기구를 적용하여 식물의 성장을 3배 이상 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 식물 재배 장치를 나타낸 정면도,
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 곡물 또는 식물 재배장치의 점등 예를 나타낸 여러가지 실시예에 대한 평면도 및 색온도를 나타낸 도면.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 곡물 또는 식물 재배장치의 점등 예를 나타낸 여러가지 실시예에 대한 평면도 및 색온도를 나타낸 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 식물 재배 장치를 나타낸 정면도, 도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 식물 재배 장치의 점등 예를 나타낸 여러가지 실시예에 대한 평면도 및 색온도를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 장치(A)는, 하우스,유리온실,식물공장(100) 내에 장착되는 조명수단을 포함하는 식물 재배 장치에 있어서, 천장과 근접된 보(110)에 설치되며 광원 조사 방향이 식물(200)을 향하도록 설치된 다수의 플라즈마 조명등기구(2); 상기 플라즈마 조명등기구(2)에 장착되어 색상을 변경하는 투광창필터를 포함하여 구성된다.
상기 하우스,유리온실,식물공장(100)은 통상의 화훼농장에서 사용되는 규격으로 설치되며, 비닐 또는 유리 등의 소재와 다수의 프레임으로 구성된다.
상기 프레임은 수직으로 설치되는 기둥(120)과, 이 기둥(120)의 상부에 수평으로 설치되는 보(110)로 이루어진다.
플라즈마 조명등기구(2)는 보(110)의 하부에 설치되어 광원 조사 방향이 곡물 또는 식물(200)을 향하도록 한다.
플라즈마 라이팅 시스템(Plasma Lighting System) 조명등기구는 마이크로웨이브를 통한 플라즈마 발광원리를 응용한 신개념의 조명 시스템으로써, 전극이 없는 Quartz 유리구(Bulb)에 마이크로웨이브를 입사하여 플라즈마를 발생시키고, 이 플라즈마 상태로부터 가시광선이 방출되는 기본 원리를 응용한 조명장치이다.
전극이 없기 때문에 장시간 사용 후에도 초기의 밝기를 유지하고 수명이 20,000 시간으로 오래 사용한다.
또 어두운 곳에서 명암 및 움직이는 대상의 감지능력이 기존 조명보다 우수하고, 인공광원 중 태양광과 가장 유사한 빛을 구현하여 쾌적한 조명 환경을 제공할 수 있으며, 수은을 사용하지 않아 환경과 인체의 건강을 생각한 새로운 광원으로 알려져 있고, 유지보수 비용을 절감할 수 있어 경제적인 광원이다.
그리고 상기 플라즈마 조명등기구(2)의 높이를 조절할 수 있도록 상기 보(110)를 승강작동시키는 구동부가 형성된다.
즉 식물 성장에 적합한 조도를 설정하기 위해 높이를 조절할 수 있도록 하며, 바람직하게는 식물(200)로부터 플라즈마 조명등기구(2)까지의 높이는 약 2.5~3.5m가 적정하다.
물론 필요에 따라 높이의 설정은 상기 범위를 벗어나도록 구현될 수 있음은 당연하다.
상기 구동부의 일 예로는 상기 보(110)에 수직되게 연결되며 랙기어(32)가 측면에 수직방향으로 형성된 승강대(3); 상기 승강대(3)가 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있도록 결합된 기둥(39); 상기 승강대(3)의 랙기어(32)와 치차 결합되는 피니언기어(33)가 형성된 모터(35)로 구성된다.
따라서 도시되지 않은 제어부를 조작하여 모터(35)가 작동되면, 피니언기어(33)가 회전되고 이에 치합된 승강대(3)가 승강될 수 있어 높이 조절이 가능해진다.
통상 플라즈마 조명등기구(2)는 색온도가 7500K°인데 이는 식물 성장에 부적합한 과용량이므로 이를 반감시켜 약 4300~4600 K°로 조절하여 식물의 성장에 가장 적합한 온도로 변환시켜야 한다.
이렇게 색온도의 반감은 투광창필터에 의하며 상기 투광창필터는 적색, 청색, 황색 중 택일된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 격자형으로 보(110)를 설치하고, 교차지점마다 플라즈마 조명등기구(2)를 장착하여 다수로 설치한다.
이때 바람직하게는 플라즈마 조명등기구(2)는 적색 투광창필터가 장착된 것과 청색 투광창필터가 장착된 것이 혼합 배치된다.
즉 플라즈마 조명등기구(2)의 빔의 색상은 광원필터를 어떤 색으로 선정하느냐에 따라 결정되는 것이므로 색상 배치는 임의로 변경시켜 설정할 수 있다.
그리고 투광창필터는 적색, 청색, 황색이 사용되며, 적색은 식물의 광합성에 필요한 적색 빔을 제공하고, 청색은 식물의 성장을 촉진시키는 청색 빔을 제공하며, 황색은 식물의 성장을 보조하는 황색 빔을 제공하는 것으로 알려져있다.
일 예로써 고구마나 감자 등의 뿌리 식물은 청색의 투광창필터를 적용하고, 콩이나 옥수수, 장미, 인삼, 상추, 고추, 토마토, 피망, 난초, 튜울립 등의 줄기 식물은 적색의 투광창필터를 적용함이 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 조명을 구비한 곡물 또는 곡물 또는 식물 재배 시스템을이용한 재배 방법은 3가지 모드로 구분될 수 있다.
즉, 제1모드는 각 색상의 플라즈마 조명등기구(2)가 모두 점등된 상태이다. 도면에서 황색 원으로 표시된 것이 플라즈마 조명등기구(2)를 의미한다.
플라즈마 조명등기구(2)가 모두 점등된 상태는 평균 493룩스(lx)이고, 최대 597룩스(lx), 최소 239룩스(lx)의 조도를 갖는다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 조명등기구(2)는 상품명 PSH700이고, 빔 앵글은 60°, 72개가 설치되어 모두 점등되었다.
제2모드 및 제3모드는 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 플라즈마 조명등기구를 10~15분 간격으로 변경시키면서 점등시켜 적색과 청색 조명 파장이 순차적 또는 무작위로 식물에 빛이 방사되도록 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2모드는 격등으로 점등시켜 평균 246룩스(lx)이고, 최대 363룩스(lx), 최소 64룩스(lx)의 조도를 갖는다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제3모드는 격등으로 점등시켜 평균 246룩스(lx)이고, 최대 311룩스(lx), 최소 84룩스(lx)의 조도를 갖는다.
상기 격등은 적어도 여러 줄로 배열된 다수의 플라즈마 조명등기구 중에서 적어도 한 줄 이상을 건너뛰어서 점등시키는 것을 의미한다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 플라즈마 조명등기구는 상품명 PSH700이고, 빔 앵글은 60°, 36개가 점등되었다.
또한 본 발명은 하우스,유리온실,식물공장(100) 내의 온도와 습도를 적정하게 조절하기 위해 외부로부터 공기를 공급할 수 있는 공기제어시스템(5)이 구비된다.
공기제어시스템(5)은 외부에 장착된 에어펌프(51)와, 내부에 연결된 관체(52) 및 상기 관체(52)에 다수로 형성된 에어노즐(53)로 구성된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
2 : 플라즈마 조명등기구 3 : 승강대
32 : 랙기어 33 : 피니언기어
35 : 모터 39 : 기둥
100 : 하우스, 유리온실, 식물공장 110 : 보
120 : 기둥
32 : 랙기어 33 : 피니언기어
35 : 모터 39 : 기둥
100 : 하우스, 유리온실, 식물공장 110 : 보
120 : 기둥
Claims (10)
- 하우스, 유리온실, 또는 식물재배공장 내에 장착되는 조명수단을 포함하는 곡물 또는 식물 재배 시스템에 있어서,
천장과 근접된 보에 설치되며 광원 조사 방향이 식물을 향하도록 설치된 다수의 플라즈마 조명등기구;
상기 플라즈마 조명등기구에 장착되어 색상을 변경하는 투광창필터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 플라즈마 조명등기구의 높이를 조절하도록 상기 보를 승강작동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 구동부는
상기 보에 수직되게 연결되며 랙기어가 측면에 수직방향으로 형성된 승강대;
상기 승강대가 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있도록 결합된 기둥;
상기 승강대의 랙기어와 치차 결합되는 피니언기어가 형성된 모터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 플라즈마 조명등기구는
색온도 4300~4600 K° 인 것이며,
식물로부터 플라즈마 조명등기구까지의 높이는 약 2.5~3.5m인 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 투광창필터는 적색, 청색, 황색 중 택일되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 플라즈마 조명등기구는 적색 투광창필터가 장착된 것과 청색 투광창필터가 장착된 것이 혼합 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 하우스,유리온실 또는 식물공장 내의 온도와 습도를 적정하게 조절하기 위해 외부로부터 공기를 공급할 수 있는 공기제어시스템이 포함되고,
상기 공기제어시스템은 외부에 장착된 에어펌프와, 내부에 연결된 관체 및 상기 관체에 다수로 형성된 에어노즐로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템.
- 적색 광원을 방출하는 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 광원을 방출하는 청색 플라즈마 조명등기구가 혼합 배치된 식물 재배 시스템의 재배 방법에 있어서,
상기 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 플라즈마 조명등기구를 모두 점등시키거나 순차적 또는 무작위로 점등시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템을 이용한 재배 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 플라즈마 조명등기구를 10~15분 간격으로 변경시켜 점등시켜 적색과 청색 빔이 순차적 또는 무작위로 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 시스템을 이용한 재배 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 적색 플라즈마 조명등기구와 청색 플라즈마 조명등기구를 격등으로 점등시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 조명을 구비한 식물 재배 시스템을 이용한 재배 방법.
Priority Applications (1)
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ID=47905514
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103575389A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-12 | 蚌埠玻璃工业设计研究院 | 一种基于光伏效应检测光照强度的装置 |
| KR20160088050A (ko) * | 2015-01-15 | 2016-07-25 | 강원대학교산학협력단 | Lep 조사를 이용한 항산화 및 미백 활성이 증진된 황기의 재배방법 |
| CN107094544A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-08-29 | 重庆三峡学院 | 一种扦插木本植物的培植大棚 |
| CN107810748A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-03-20 | 嵩县禾源生态农业有限公司 | 一种中药材育苗床 |
-
2011
- 2011-06-16 KR KR1020110058400A patent/KR20120138949A/ko active Search and Examination
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| CN103575389B (zh) * | 2013-11-08 | 2015-08-26 | 蚌埠玻璃工业设计研究院 | 一种基于光伏效应检测光照强度的装置 |
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